(57)【要約】      （修正有）【課題】濾過装置におけるフィルタの実際の残存動作時間を動的に判定する方法を開示する。【解決手段】この方法は、フィルタの取付日付２８と、初期予想動作時間３０とに基づいて、初期残存動作時間を判定すること４４と、ベースとなる初期残存動作時間と、取付日付からの経過動作時間とに基づいて、フィルタの実際の残存動作時間を定期的に判定すること４４と、濾過装置内で１以上の動作パラメータを監視すること３６，３７，３８と、監視された動作パラメータに基づいて、実際の残存動作時間を調節すること４４と、調節された実際の残存動作時間と、経過動作時間とに基づいて、実際の残存動作時間を定期的に判定することを続けること４４を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
濾過装置（１０）におけるフィルタ（１２，１３）の実際の残存動作時間を動的に判定する方法であって、
フィルタの取付日付（２８）と、初期予想動作時間（３０）とに基づいて、初期残存動作時間を判定すること（４４）と、
ベースとなる初期残存動作時間と、取付日付からの経過動作時間とに基づいて、フィルタの実際の残存動作時間を定期的に判定すること（４４）と、
濾過装置内で１以上の動作パラメータを監視すること（３６，３７，３８）と、
監視された動作パラメータに基づいて、実際の残存動作時間を調節すること（４４）と、
調節された実際の残存動作時間と、前記経過動作時間とに基づいて、前記実際の残存動作時間を定期的に判定することを続けること（４４）を含む方法。
【請求項２】
前記濾過装置は、バッグハウス（１０）であり、前記フィルタは、バッグ形フィルタ（１２）のアレイであり、前記調節された実際の残存動作時間の終了以前に前記バッグ形フィルタを交換することをさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記動作時間（３０）はフィルタ寿命である、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記動作パラメータ（３６）は、前記濾過装置に入るガスの吸気口温度である、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記動作パラメータ（３８）は、前記フィルタの端から端までの間の圧力差に関連付けられている、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記圧力差は、フィルタ洗浄動作（４０）の直後に測定される、請求項５記載の方法。
【請求項７】
濾過装置（１０）におけるフィルタ（１２，１３）の実際の残存動作寿命を動的に判定する装置であって、
前記フィルタの取付日付（２８）を含むデータと、初期フィルタ寿命を判定するのに十分なデータとを格納する電子記憶装置（２５）と、
濾過装置の吸気口のガス流温度、前記フィルタの端から端までの圧力差、及び前記濾過装置の排気口におけるガス流の粒子レベルのうちの少なくともいずれかである、前記濾過装置の動作状態を監視する１つ以上のセンサ（３６，３７，３８）と、
残存フィルタ寿命を追跡して実際の残存フィルタ寿命を判定し、前記監視されたバッグハウス動作状態に基づいて前記実際の残存フィルタ寿命を調節する実行可能プログラムを含む、コンピュータ制御装置（２４）と、
前記実際の残存フィルタ寿命を表示するユーザ端末（２６）と、を備える装置。
【請求項８】
前記フィルタと結合されたフィルタ洗浄装置（１５）をさらに備え、実行可能プログラム（４０）は、前記フィルタから粉塵及び粒子を除去することを前記フィルタ洗浄装置に定期的に命令する、請求項７記載の装置。
【請求項９】
前記濾過装置がバッグハウス（１０）であり、前記フィルタが１つ以上のバッグ形フィルタ（１２）である、請求項７記載の装置。
【請求項１０】
前記センサは、前記装置の前記排気口におけるガス流（１４）中に排気ガス不透過率センサ（３７）を含み、
前記実行可能プログラム（４５）は、前記不透過率センサで検知された排気ガス不透過率レベルと、予想不透過率レベルとの差が小さくなるように、前記残存フィルタ寿命を調節し、
前記予想不透過率レベルは、予想不透過率レベルを前記フィルタの動作時間と相関付けている、前記電子記憶装置に記憶された不透過率データに基づいて、前記制御装置によって判定される、請求項７記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、燃焼システムの排気ガスに含まれる粉塵及びその他の粒子を濾過するバッグハウスに関する。特に、本発明は、バッグハウスを制御及び監視するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
バッグハウスは、燃焼システムからの煙道ガスのような排気ガスに含まれる粉塵及びその他の、ガスによって運ばれる粒子を濾過する。バッグハウスは、典型的には、フィルタバッグのアレイを有する。バッグハウスは、排気ガスを、ダクトからフィルタバッグへ送る。ガスがフィルタバッグを通過する際に、粉塵及びその他の粒子がフィルタバッグの媒体表面において捕捉される。バッグハウスが排気ガス中の粉塵を濾過することに伴って、フィルタバッグに粉塵及び粒子が蓄積し続ける。
【０００３】
フィルタバッグに粉塵及び粒子が蓄積すると、ゆくゆくはフィルタバッグの多孔性媒体の目詰まりが生じ、これはバッグハウスを通る排気ガス流を妨げる。それらの蓄積をバッグ形フィルタから除去するメカニズムとして、例えば、バッグを揺さぶって粉塵及び粒子をバッグから落とす振動器が用いられる。これに加えて、又はこれの代替として、バッグ内部にパルス状の空気ジェットを与えることでバッグに衝撃を加え、粉塵及び粒子をたたき落とすパルスジェットにより、バッグ形フィルタを洗浄することができる。しかしながら、これらのメカニズムによって、バッグ形フィルタの多孔性媒体の開口が完全に空くわけではない。バッグハウス内でのバッグ形フィルタの長期使用により、洗浄を定期的に行っても、バッグ形フィルタは目詰まり状態になり、使用に適さなくなる。
【０００４】
従来のバッグ形フィルタには、バッグの製造元によって、動作寿命が指定されている。バッグハウスの運用者は、フィルタバッグの動作寿命が終了する前にフィルタバッグを交換する。従来のバッグ形フィルタの指定動作寿命は、一定時間長である。指定動作寿命は、そのフィルタが使用されるバッグハウスの型式に部分的に基づいて、バッグ形フィルタの製造元によって指定される場合もある。
【０００５】
指定動作寿命は、バッグハウス内の動作状態に基づいている。バッグハウス内の動作状態は、環境条件、バッグハウスを通過する排気ガス、粉塵、及びその他の粒子の混合物の組成、並びに他の要因に応じて変動する可能性がある。このような動作状態の変動は、バッグ形フィルタの実際の動作寿命に影響する。指定動作寿命は変動しないため、バッグ形フィルタの実際の動作寿命の変動が考慮されていない。一般に、バッグ形フィルタは、指定動作寿命を経過した時点で、フィルタの実際の動作寿命が残っているかどうかに関係なく、交換される。フィルタの動作寿命が指定されているために、実際の動作寿命が切れているバッグ形フィルタを、バッグハウス内で使用し続ける可能性がある。同様に、フィルタの指定動作寿命がまだ切れていないという理由で、実際の動作寿命が切れているバッグ形フィルタを、バッグハウス内で使用し続ける可能性がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
濾過装置におけるフィルタの実際の残存動作時間を動的に判定する方法を開示する。この方法は、フィルタの取付日付と、初期予想動作時間とに基づいて、初期残存動作時間を判定することと、ベースとなる初期残存動作時間と、取付日付からの経過動作時間とに基づいて、フィルタの実際の残存動作時間を定期的に判定することと、濾過装置内で１以上の動作パラメータを監視することと、監視された動作パラメータに基づいて、実際の残存動作時間を調節することと、調節された実際の残存動作時間と、経過動作時間とに基づいて、実際の残存動作時間を定期的に判定することを続けることを含む。
【０００７】
バッグハウスにおけるバッグ形フィルタの残存動作時間を動的に判定する方法を開示する。この方法は、バッグ形フィルタの取付日付と、初期予想動作時間とに基づいて、初期残存動作時間を判定することと、ベースとなる初期残存動作時間と、取付日付からの経過動作時間とに基づいて、バッグ形フィルタの残存動作時間を定期的に判定することと、バッグハウス内で１以上の動作パラメータを監視することと、監視された動作パラメータに基づいて、残存動作時間を調節することと、調節された残存動作時間と、経過動作時間とに基づいて、残存動作時間を定期的に判定することを続けることを含む。
【０００８】
制御装置を有するバッグハウスにおけるバッグ形フィルタの残存動作寿命を動的に判定する方法を開示する。この方法は、バッグ形フィルタデータ、及びバッグ形フィルタの、バッグハウスへの取り付けの日付を制御装置に入力することと、バッグ形フィルタデータに基づいて、初期バッグ形フィルタ寿命を判定することと、初期バッグ形フィルタ寿命をデクリメントして残存バッグ形フィルタ寿命を判定し、残存バッグ形フィルタ寿命を定期的にデクリメントすることと、バッグハウスの吸気口におけるガス流温度、バッグ形フィルタの端から端までの圧力差、及びバッグハウスの排気口におけるガス流の粒子レベルのうちの少なくともいずれかであるバッグハウス動作状態を監視することと、監視されたバッグハウス動作状態に基づいて残存バッグ形フィルタ寿命を調節し、残存バッグ形フィルタ寿命を定期的にデクリメントすることと、デクリメントされ、調節された残存動作寿命に基づくタイミングでバッグ形フィルタを交換することを含む。
【０００９】
バッグハウスにおけるバッグ形フィルタの残存動作寿命を動的に判定する装置を開示する。この装置は、バッグ形フィルタの取付日付を含むデータと、初期バッグ形フィルタ寿命を判定するのに十分なデータとを格納する電子記憶装置と、バッグハウスの吸気口におけるガス流温度、バッグ形フィルタの端から端までの圧力差、及びバッグハウスの排気口におけるガス流の粒子レベルのうちの少なくともいずれかであるバッグハウス動作状態を監視するセンサと、バッグハウスの動作時間に基づいて寿命をデクリメントすることによりバッグ形フィルタ寿命をカウントダウンして残存バッグ形フィルタ寿命を判定し、監視されたバッグハウス動作状態に基づいて残存バッグ形フィルタ寿命を調節する実行可能プログラムを含むコンピュータ制御装置と、残存バッグ形フィルタ寿命を表示するユーザ端末とを備える。
【００１０】
一例として、センサは、装置の排気口のガス流中にある排気ガス不透過率センサであってよく、上記実行可能プログラムは、不透過率センサから提供される、排気ガス不透過率の検知レベルと、予想不透過率レベルとの差が小さくなるように、残存フィルタ寿命を調節する。予想不透過率レベルは、例えば、予想残存寿命の様々な長さを様々な不透過率レベルと相関付けた参照表（ＬＵＴ）などの不透過率データに基づいて、制御装置によって判定される。不透過率データは、予想不透過率レベルをフィルタの動作時間と相関付けており、電子記憶装置に記憶される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明によるバッグハウスの概略図であって、内部バッグ形フィルタ、フィルタを通る排気ガス及び粉塵の流れ、並びにバッグハウスの制御システムを示す図である。
【図２】制御システムによって実行される、本発明によるバッグ形フィルタの動作寿命を動的に判定する制御方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、内部バッグ形フィルタ１２を有するバッグハウス１０の概略図である。排気ガス１４が、吸気口１６からバッグハウスに入り、ダクトを通ってバッグ形フィルタへ送られる。排気ガスは、バッグハウスの下部から入り、上に抜けて、バッグハウスの内部チャンバ１８の上部から吊り下げられているバッグ形フィルタ１２のアレイに向かう。バッグ形フィルタの外部表面に粉塵及び粒子が集まり、蓄積される。チャンバ１８の底部にあるビン２０に、フィルタバッグから落ちた粉塵及び粒子が集まる。フィルタから粉塵及び粒子を除去するために、例えば振動器２１を用いて、バッグは定期的に揺さぶられる。
【００１３】
排気ガスは、バッグ形フィルタ内を抜けて、フィルタの下流にある排気ダクト２２に入る。粉塵及び粒子が除去された排気ガスは、バッグハウスから、大気中、又はさらなる汚染制御システムへ排気される。
【００１４】
コンピュータ制御装置２４が、バッグハウス１０の動作状態を監視する。コンピュータ制御装置２４は、電子記憶装置を有するコンピュータシステムを含み、この電子記憶装置は、バッグハウスを監視し、バッグ形フィルタの動作寿命を動的に判定する実行可能プログラムを有する。
【００１５】
ユーザインタフェース２６は、バッグハウスの運転者が制御装置にデータを入力するための入力端末を含んでいる。ユーザインタフェース２６はさらに、フィルタバッグの動作寿命に関するデータをユーザに提供するディスプレイ又は他の出力装置を含んでいる。運転者が端末に入力するデータとしては、バッグ形フィルタの取付日付２８、バッグ形フィルタの指定予想動作寿命３０、バッグハウス内のバッグ形フィルタのバッグ材料３２、バッグ形フィルタに堆積した粉塵及び粒子のタイプ３４（例えば、石炭燃焼粒子）又は組成などがある。このデータは、バッグハウス内のバッグ形フィルタの残存寿命を動的に判定する際に、制御装置２４及びそのプログラムによって使用される。
【００１６】
バッグハウス内のセンサが、バッグハウスの動作状態に関するデータを収集する。これらのセンサには、好ましくは、バッグハウスに入る排気ガスの温度を測定する温度センサ３６と、バッグハウスの排気中の粉塵／粒子レベルを検出する粒子センサ３７（例えば、不透過率センサ）と、バッグハウス内の圧力差（例えば、バッグハウスにおける排気ガスの吸気口と排気口との間の圧力差）を測定する圧力差センサ３８が含まれる。圧力差は、バッグ形フィルタに蓄積された粉塵及び粒子の量を示す。
【００１７】
さらに、バッグが揺さぶられた直後、又は空気パルスを与えられた直後の圧力差は、堆積していた粉塵及び粒子が揺さぶられてバッグから落ちた後に排気ガスがバッグ内を流れる際の圧力低下量を示している。この圧力差から、バッグハウス内において過剰な圧力損失を伴うことなく、バッグが引き続き粉塵及び粒子を濾過できるかどうかがわかる。
【００１８】
バッグ形フィルタから粉塵及び粒子を除去するために、制御装置は、バッグ形フィルタを揺さぶる（又はバッグ形フィルタにパルスを与える）タイミングを判定する洗浄モードプログラム４０を定期的に実行する。さらに、洗浄モードプログラム４０は、バッグがいつ揺さぶられたかを識別し、その後、バッグハウス内の圧力低下が、フィルタバッグへの粉塵及び粒子の蓄積が最小限になっていることに起因することを確認するために、温度差測定を指示する。圧力差データ（これは圧力センサからのアナログ信号であってよい）は、バッグハウス制御システム２４に記憶される。
【００１９】
バッグハウス制御装置２４は、バッグハウス内、並びに任意で、バッグハウスが取り付けられている燃焼システム又は他のガス生成システム中の、その他の処理条件に関するデータを収集して記憶することができる。それらの処理条件に関するデータは、処理条件表示システム４２から得られる。このシステムは、例えば、ガス生成システムがいつオン又はオフになったか、ガス生成システムが処理条件をいつ変化させたか、及びガス生成システムがいつ、未燃焼燃料油などの可燃物を誤って排出したかを検出することが可能である。
【００２０】
バッグハウス制御装置２４は、バッグ形フィルタの残存寿命を追跡し、振動器２１を作動させてバッグ形フィルタから粉塵及び粒子を揺さぶり落とすタイミングを判定するために、複数のカウンタ４４を用意している。洗浄モードに入るタイミングを判定するカウンタは、洗浄モード及びサイクルプログラム４０によって規定される洗浄サイクルに基づいてタイミングを判定してもよい。振動器を作動させるタイミングを判定するカウンタは、洗浄モード及びサイクルプログラム４０からのサイクル時間を用いて、洗浄モードを作動させる時刻までのカウントダウンを行う。
【００２１】
バッグ寿命カウンタ４４は、フィルタの実際の残存寿命をデクリメントすることによって、バッグ形フィルタを交換するタイミングを判定する。例えば、バッグ寿命カウンタ４４において、最初にバッグ寿命を、運転者が入力した予想バッグ寿命３０と同じに設定することが可能である。その後、カウンタ４４は、バッグハウスの動作時間に基づいて、バッグ形フィルタの交換時期のカウントダウンを行う。カウンタ４４は、バッグ形フィルタの交換時期のカウントダウンを行い、それによって、バッグ形フィルタの残存寿命を追跡する。
【００２２】
フィルタの実際の残存寿命は、バッグ形フィルタの指定動作寿命、フィルタの取付日付から現在の動作時点までの経過時間（例えば、動作時間）、及びバッグ形フィルタに適用可能な加速寿命因子（ＡＬＦ）に基づく、１つ以上のフィルタ寿命調節値に基づいて判定される。制御装置は、どのＡＬＦが適用可能かを判定する。制御装置は、適用可能なＡＬＦに基づいて、フィルタの実際の残存寿命に対して適用されるべき調節値を判定する。適用可能なＡＬＦの判定は、制御装置が受け取った入力パラメータ（例えば、ユーザ入力及びセンサ入力）に基づく。制御装置２４は、バッグ形フィルタが揺さぶられた直後の（圧力センサ３８で測定された）圧力差や、（温度センサ３６で測定された）バッグハウスの吸気口の温度などの動作状態、並びにその他の処理条件（処理条件表示装置４２を参照）に基づいてバッグ形フィルタの残存寿命を調節することが可能である。
【００２３】
制御装置２４で記憶及び実行されるプログラムは、バッグ寿命を動的に判定するアルゴリズム４５を含んでよい。一例示的アルゴリズムは、以下の（式１）である。
【００２４】
式１：ＢＬ＝（指定ＢＬ−経過動作時間）＋加速寿命因子（ＡＬＦ）
ここで、ＢＬは残存バッグ寿命であり、ベースラインのバッグ寿命（ＢＬ）においては、所与のプロセスにおける繊維材料が考慮される。温度、圧力低下、及び洗浄頻度が、加速寿命因子ＡＬＦとなる。これらの因子は、経過時間及び各因子の強度に応じて大きくなる。
【００２５】
ＡＬＦは、取り付けられたフィルタバッグの経年劣化を加速することなどにより作用する、１以上の動作因子である。ＡＬＦの例として、温度露出、フィルタの端から端までの間での大きな圧力低下、洗浄頻度、洗浄強度などがある。これらの例示的ＡＬＦのそれぞれによって、フィルタの経時劣化が加速する。ＡＬＦは、用途及びフィルタ媒体に依存する傾向がある。言い換えると、各ＡＬＦがバッグ形フィルタの経時劣化に及ぼす具体的な影響は、バッグハウスの用途、及びフィルタ形成に使用された媒体に依存する。これらＡＬＦのそれぞれに対応する調節因子が、参照表４６に記憶されている。調節因子は、ＡＬＦ、バッグハウスの用途、及びバッグ形フィルタの媒体に依存してよい。
【００２６】
制御装置は、センサ入力及びユーザ入力に基づいて、どのＡＬＦがバッグハウスに作用するかを判定する。制御装置は、バッグ形フィルタの実際の動作寿命に影響するＡＬＦに対応する調節因子を選択する。参照表４６は、各ＡＬＦについて、入力データ及びセンサデータを、該当する調節因子と相関付ける。該当する調節因子を参照表から判定するために、制御装置は、選択されたＡＬＦ、バッグハウスの用途、フィルタバッグの媒体、及びセンサから取得されたデータのうちの１以上を参照表に入力する。アルゴリズム及び制御装置が、出力された調節因子を適用して、調節された、フィルタの実際の動作寿命を判定する。参照表によって出力された制御装置調節因子は、フィルタの実際の動作寿命に対して加算又は減算されるべき時間を示す。
【００２７】
上述のアルゴリズム、すなわち式１、又はその他の、バッグハウスの吸気口の温度、バッグハウスの圧力差、又は別の処理条件のうちの１つ以上のバッグ寿命に対する影響に関するアルゴリズムは、制御装置２４が残存バッグ寿命のカウントダウンを動的に調節するための手段となる。具体的には、バッグ寿命カウンタ４４は、バッグ形フィルタの取付日付と、バッグ形フィルタの指定動作寿命、バッグ形フィルタの製造元とモデル、又はバッグ形フィルタの材料のうちの少なくとも１つと、により初期化される。
【００２８】
制御装置は、メモリに記憶されている電子参照表４６にアクセスして、バッグ形フィルタの初期予想バッグ寿命を、例えば日単位又は週単位などで、調べることができる。制御装置は、初期予想バッグ寿命と、バッグ形フィルタの取付日付２８とに基づいて、バッグ寿命カウンタ４４を初期化する。バッグ寿命カウンタは、バッグハウスの動作時間に基づいて、バッグ形フィルタの残存寿命のカウントダウンを開始する。例えば、バッグ寿命カウンタは、バッグハウスが２４時間動作するごとに、バッグ形フィルタの残存寿命を１日ずつデクリメントすることができる。残存バッグ寿命は、ユーザインタフェースに表示可能である。
【００２９】
バッグ寿命カウンタ及び制御装置は、バッグハウスの動作状態及びその他のパラメータ（バッグハウス上流の燃焼システム内の環境条件及び処理条件など）に基づいて、残存バッグ寿命を調節することができる。
【００３０】
例えば、制御装置は、以下の因子に基づいて、アルゴリズム（式１）を適用して、残存バッグ寿命を増減させることができる。
【００３１】
（ｉ）バッグハウスの吸気口温度が、予想（又はベースライン）吸気口温度より高いか低いか（温度デルタ）（例えば、吸気口温度がベースライン吸気口温度より１０℃以上高い場合には、吸気口温度が高いレベルにある時間が１２時間経過するごとに、残存バッグ寿命を１日ずつ減らすことができる）。
【００３２】
（ｉｉ）バッグハウスの吸気口と排気口との間の圧力差が、予想（又はベースライン）圧力差より高いか低いか（特に、バッグ形フィルタの洗浄処理の直後に圧力差を測定する場合。例えば、圧力差が、バッグ洗浄動作後、２時間にわたってベースライン圧力値の２０％よりも高かった場合には、残存バッグ寿命を２週間だけデクリメントすることができる）。
【００３３】
（ｉｉｉ）バッグハウス排気口における粒子レベルがベースラインレベルより高いか低いか（例えば、バッグハウス排気口における実際の粒子レベルとベースライン粒子レベルとの間のデルタが最小になるように、残存バッグ寿命の日数を増減する。ベースラインは、残存バッグ寿命に関する、例えば一次関数などの関数である）。代替として、コンピュータ制御装置内の電子メモリに、予想残存バッグ寿命の様々な長さを様々な不透過率レベルと相関付けた参照表を記憶させてもよく、この参照表を用いて、ベースとなる残存バッグ寿命を調節する。
【００３４】
（ｉｖ）一定時間にわたる、実際の処理条件とベースライン条件との間のデルタが、残存バッグ寿命を増減させるために適用される（例えば、吸気口ガス（吸気口１６を参照）の実際の水分レベルがベースライン水分レベルより２０％以上高い場合には、実際の水分レベルがそのような高いレベルで２４時間続くごとに、バッグ寿命を１日減じる）。
【００３５】
これらの因子（ｉ）〜（ｉｖ）は、バッグ寿命カウンタで判定される残存バッグ寿命を動的に調節するために、制御装置によって適用される。カウンタは引き続き、残存バッグ寿命のカウントダウンと、残存バッグ寿命の、ユーザインタフェースへの表示とを行う。カウンタは、残存バッグ寿命のデクリメント結果が一定時間より短くなった場合（例えば、寿命の残存が２か月あるいは２週間になった場合）、並びに、バッグ寿命が切れた場合に、ユーザインタフェースにメッセージ及びアラームを送信するよう、制御装置をトリガすることができる。バッグ寿命が切れた場合には、バッグ形フィルタを交換することが好ましい。
【００３６】
ユーザインタフェースは、バッグハウスの動作から収集されたデータ（例えば、バッグハウス内の温度傾向、バッグハウスのシャットダウン、洗浄サイクル中であることなどを示すデータ５０）を報告することも可能である。
【００３７】
以上、現在最も実用的かつ好適と思われる実施形態に関連して本発明を説明してきたが、本発明は開示の実施形態にとどまらず、むしろ添付の特許請求の範囲の本質及び範疇において、様々な修正形態及び等価の措置を網羅するものと理解されたい。
【図１】
2010017708.tif 000003
【図２】
2010017708.tif 000004